一 蓝牙概述 - 1.1 BR/EDR概述

1.1 BR/EDR概述

基础速率和增强速率（BR/EDR）射频工作在国际无授权2.4G Hz ISM频道。蓝牙系统使用跳频技术用来对抗干扰、抗衰减，并且提供跳频扩频（FHSS）载体。基础速率射频在工作时使用一种成形的二进制频率调制来降低技术的复杂度。基础速率的符号率1 Mb/s，码率可以达到1 Mb/s；增强速率符号率为2~3 Mb/s。

1.1.1 基础通信模型

在通常情况下，物理射频信道被一组时钟和跳频时序一致的多个设备共享。在同一个物理信道的设备中，提供同步参考信号的那个设备，叫做主设备 master。其他调整自身参数，使得跟master时钟和跳频时序同步的设备，叫从设备 slave（master有点像领舞，slave像是跟着跳舞的）。这些同步设备组成的网络叫做微微网 piconet。这是蓝牙无线技术中最基础的通信模型。

1.1.2 跳频

在微微网中的设备使用的这种跳频时序，是由master的蓝牙地址和时钟，通过某种特定的算法计算出来的。蓝牙技术把ISM频段分成79个子频段，每个频段的间隔为1 MHz，子频段用从低到高用编号1-79号标识。跳频时序是1-79号频段的准随机序列（叫准随机的原因是，在一个循环周期内，跳频时序是随机的；周期和周期之间的时序是重合的）。跳频时序可以调整，当某些子频段有干扰时，是去掉某些被干扰的子频段，去重新计算跳频序列。这种可调跳频技术能增强与其他使用非跳频无线技术的通信共存（比如WIFI）。

1.1.3 时间槽（sLot）

物理信道用时间概念去划分成一个个相等的时间段单位，叫做时间槽。数据以包的形式放到时间槽中在设备之间传输。如果情况允许，连续的几个时间槽可能被同一个数据包的发送所占用。一般情况下，两个连续的时间槽之间会发生跳频。蓝牙就是通过这种时分复用（TDD）的技术实现全双工传输。

1.1.4 物理信道和物理连接

在物理信道之上是链路、通道、以及控制协议。在蓝牙协议栈的分层结构中，自下而上，分别是物理信道、物理连接、逻辑传输、逻辑连接和L2CAP通道。这些概念会在后面详细讨论，在这提出只是帮助理解这小节内容的剩下部分。

通常在一个物理信道上，master和slave之间会建立一个物理连接，除了用作Inquriy Scan和Page Scan物理信道以外。这两种信道与物理连接无关。物理连接提供master和slave之间的双向数据包传输。有一种情况例外，就是无连接从设备广播（Connectionless Slave Broadcast,简称CSB)的物理连接。这CSB广播这种情况下，物理连接只提供单向的数据包传输，数据包从master单向发送到一个或多个slave（slave的数量理论上可以是无限个）。

物理信道分类：

物理信道	描述
常规物理信道	用作master和slave之间通信，能建立物理连接
Inquriy Scan和Page Scan物理信道	用作Inquriy Scan或Page Scan，不能建立物理连接

因为一个物理信道被多个slave共享，所以建立物理连接的时候会有所限制:

1. master和slave之间都有一条物理连接
2. 而slave和slave之间没有直接的物理连接。

物理连接分类：

物理连接	描述
单向物理连接	用于CSB广播
双向物理连接	用于一般物理连接，CSB广播外的物理连接

1.1.5 物理连接、逻辑连接和数据流

物理连接用作通信载体（transport），承载多种逻辑连接，包括同步、异步、等时、以及广播数据流（traffic）。在逻辑连接上的数据流，通过资源管理器（resource manager）的调度功能把数据放入时间槽中，从而复合（multiplexed）到物理连接上。（物理连接比喻成两个设备间的公路，逻辑连接比喻成公路上的车道，逻辑通信比喻成运输工具，数据流traffic是交通规则）

（注意：transport翻译成通信载体，载体比喻成交通工具，是一种运输数据包的交通工具。但是后面会把通信载体简称成通信）

1.1.6 LMP协议

一种控制协议用作在基带和物理层上传输逻辑连接和用户数据，叫做链路管理协议(link manager protocol, 简称LMP）。在微微网中层处在活跃状态的设备都存在一个默认的异步面向连接的逻辑通信载体（default asynchronous connection-oriented logical transport），用作承载LMP协议信息。由于历史的原因，这种通信载体叫做ACL逻辑通信（ACL logical transport）。除了CSB从设备以外，当一个蓝牙设备加入到微微网的时候，主要的ACL逻辑通信（primary ACL logical
transport）会被建立。CSB从设备加入到微微网单纯是侦听CSB包。在这种情况下，一个无连接广播逻辑通信会被建立（CSB logical transport），而不会建立ACL逻辑通信。对于所有的设备，其他的（主要ACL逻辑通信以外的）逻辑通信可能会被创建，需要的时候用来传输各种类型的数据流。

通信	描述
ACL logical transport	一般加入到微微网都会建立，用来传输LMP协议和用户数据。用来传输LMP协议的ACL logical transport，叫做default ACL logical Transport或者primary ACL logical Transport
CSB logical transport	CSB从设备才会建立，而不建立ACL logical transport
other logical transport	需要的时候才建立

链路管理器的功能是用LMP协议去控制在微微网的设备，并且向上层提供底层（射频和基带层）的服务。LMP协议在主要ACL逻辑通信载体中和活跃从设备广播通信载体（active slave broadcast logical transports）中传输。

1.1.7 L2CAP协议

在基带层之上是L2CAP层，它为上层应用和服务提供基于通道概念的抽象。它在一个共享的逻辑连接上，提供数据的拆分和重装配、通道的复用和分离服务。L2CAP在默认ACL通信上建立了一个协议控制通道，专门传输L2CAP的控制命令。上层应用数据提交到L2CAP协议，会被加载到各种支持L2CAP协议的逻辑连接上。